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专题06 细胞代谢
目 录
一、细胞代谢知识解读
二、细胞代谢知识分类归纳
【基础知识1】 细胞膜的结构与功能
【基础知识2】 细胞器之间的分工与协调配合
【基础知识3】 物质运输
【基础知识4】 ATP 与酶
【基础知识5】 细胞呼吸
【基础知识6】 光合作用
三、最新模考题组练
细胞代谢指细胞内发生的各种化学反应的总称，主要由物质代谢和能量代谢交织组成。以下
为你详细解读：
（1）细胞代谢的场所：细胞质基质是细胞代谢的重要场所，为新陈代谢的进行提供所需要的物
质和一定的环境条件，许多化学反应在其中进行 。此外，细胞器如线粒体、叶绿体等，也各自
承担特定代谢过程。
（2）参与细胞代谢的物质
①酶：由活细胞产生，对其底物具有高度特异性和高度催化效能，能在常温、常压下高效地催化
化学反应。比如淀粉酶可催化淀粉水解为麦芽糖。
②ATP：ATP 是细胞内的一种高能磷酸化合物，作为细胞代谢的直接供能物质，为各种耗能反应
提供能量。当ATP 水解时，末端磷酸基团脱离，形成ADP，同时释放出大量能量 。
（3） 细胞代谢的具体类型
①光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化为储存着能量的有机物，并
释放出氧气。光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，光反应为暗反应提供ATP 和NADPH 。
②细胞呼吸：包括有氧呼吸和无氧呼吸。有氧呼吸是细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，
把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP 的过程。无氧呼
吸则是在无氧条件下，细胞通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，同
时释放出少量能量的过程。
PART 1 细胞代谢知识解读
PART 2 基础知识分类归
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【基础知识1】细胞膜与细胞核的结构与功能
【典例分析1-1】（2024.湖北天门调研）小窝是细胞膜内陷形成的囊状结构(如图1)，与细胞的
信息传递等相关。请据图分析回答下列问题。
(1)小窝的主要成分是蛋白质和____________；其中的蛋白质是小窝蛋白。小窝蛋白在
__________上合成，然后由________________________加工，通过囊泡转运到细胞膜上，成为膜
蛋白，这一过程体现了细胞膜具有________________________的结构特点。
(2)据图分析，小窝蛋白分为三段，中间区段主要由____________(填“亲水性”或“疏水性”)
的氨基酸残基组成，其余两段均位于细胞的__________中。
(3)小窝蛋白中的某些氨基酸在一定的激发光下能够发出荧光，当胆固醇与这些氨基酸结合，会
使荧光强度降低。为研究小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点，分别向小窝蛋白的肽段1(82
～101 位氨基酸)和肽段2(101～126 位氨基酸)加入胆固醇，检测不同肽段的荧光强度变化，结
果如图2，据此分析，胆固醇与肽段的结合情况是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)当小窝中结合的胆固醇过少时，小窝蛋白的____________改变，小窝会变扁平，影响细胞的
信息传递功能。
【提分秘籍】
1、细胞膜的流动镶嵌模型：(1）磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架，蛋白质分子有的镶嵌在
磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层，有的横跨整个磷脂双分子层；
(2）细胞膜上的磷脂和络大多数蛋白质是可以流动的，因此膜的结构成分不是静止的，而是动态
2
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的，具有流动性；
(3）细胞膜的外表面分布有糖蛋白，具有识别功能。
2、磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子，磷酸“头” 部是亲水的，脂肪酸“尾”
部是疏水的。
3、细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。磷脂双分子层是细胞膜的基本支架，其内部
是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。
【典例分析1-2】 (2024·辽宁锦州调研)亲核蛋白是指在细胞质内合成后，需要或能够进入细胞
核内发挥功能的一类蛋白质。亲核蛋白从细胞质转运入细胞核的过程如图所示，GTP 是为细胞生
命活动供能的另一种高能磷酸化合物，结构与ATP 类似。请回答下列问题。
(1)亲核蛋白由 ________(细胞器)合成，该细胞器在细胞质中主要有两种分布，亲核蛋白应该是
由______的该细胞器合成。
(2)亲核蛋白通过________(结构)进入细胞核，代谢越旺盛的细胞该结构的数量越________，原
因是该结构能实现________。
(3)根据ATP 的相关知识推测，GTP 的中文名为________，结构简式为________。
(4)据图分析，亲核蛋白进入细胞核的运输方式，类似于物质通过细胞膜时的几种跨膜运输方式
中的__________。
(5)下列物质中，属于造血干细胞具有的亲核蛋白的有________。
A．DNA 聚合酶 B．丙酮酸分解酶
C．ATP 水解酶 D．淀粉酶
【典例分析1-3】（2024.湖南长沙调研）二甲双胍的抗肿瘤效应越来越受到人们的关注，它可
以通过抑制某种细胞器的功能而抑制细胞的生长，其作用机理如图所示。请据图回答有关问题。
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(1)细胞核的核膜是双层膜结构，其基本骨架是________；核孔的作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)据图分析，二甲双胍通过抑制________的功能，进而直接影响了________的跨核孔运输，最
终达到抑制细胞生长的效果。
(3)据图分析，正常生长的细胞中，乙的活性受到________(填“激活”或“抑制”)，由此推测，
图中ACAD10________(填“激活”或“抑制”)细胞生长。
(4)据图分析，分泌蛋白的运输是否受二甲双胍的影响？________，其理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【提分秘籍】
一、细胞核的功能：是遗传信息库（遗传物质储存和复制的场所），是细胞代谢和遗传的控制中
心；
二、细胞核的结构：
1、染色质：主要由DNA 和蛋白质组成，染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在
状态。
2、核 膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。
3、核 仁：与某种RNA 的合成以及核糖体的形成有关。
4、核 孔：实现细胞核与细胞质之间频繁的物质交换和信息交流
【基础知识2】细胞器之间的分工与协调配合
【典例分析2-1】溶酶体是参与甲醛代谢的重要细胞器之一。细胞代谢产生的甲醛称为内源性甲
醛，其代谢异常会引起神经细胞的死亡，严重危害人类的健康。
(1)溶酶体内部含有____________，能催化对蛋白质、核酸等大分子进行降解。被溶酶体分解后
的产物，其去路主要包括______________________________________________
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________________________________________________________________________。
(2)细胞在缺血缺氧状态下会产生氧化应激，此过程会伴随着细胞内源性甲醛的升高。为对这一
机理进行验证，研究者进行了以下实验：A 组手术处理，主要是对大鼠双侧颈动脉进行不完全结
扎；B 组▲；C 组不做任何处理。1 天后检测大鼠脑组织细胞内溶酶体与细胞质中的甲醛浓度，
结果如下表：
组别
A 组
B 组
C 组
甲醛浓度
(μmol/kg)
溶酶体
140
120
121
细胞质
48
49
49
注：对大鼠双侧颈动脉进行不完全结扎，会导致脑缺血供氧不足。
讨论：①B 组的实验处理是____________________，其目的是
________________________________________________________________________
②实验结果不仅可以验证氧化应激会引起细胞内甲醛的升高，还可以证明__________。
(3)正常情况下甲醛会被转运出神经细胞，以减少对细胞的伤害。为了探究甲醛的转运方式，研
究人员用药物L 破坏了溶酶体膜，一段时间后，检测实验组与对照组细胞内和培养液中的甲醛浓
度，若________________________________________________________，则表明溶酶体参与了甲
醛的运输，其运输方式为胞吐。
【提分秘籍】
细 胞 质：在细胞膜以内、细胞核以外的原生质，叫做细胞质。细胞质主要包括细胞质基质和细
胞器。
细胞质基质：细胞质内呈液态的部分是基质，是细胞进行新陈代谢的主要场所。
细 胞 器：各种亚细胞结构的总称。
分离各种细胞器的方法：差速离心法
【典例分析2-2】(2024·甘肃调研)如下图是动植物细胞的亚显微结构模式图，据图回答有关问
题。
(1)图 A 是________(填“植物”或“动物”)细胞，判断的依据是__________________(至少答
两点)。
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(2)图 A 中③的功能是对来自[ ]________的蛋白质进行分类加工和包装；②是________，它
是细胞进行________的主要场所。在细胞质中，除了细胞器外，还有呈胶质状态的________，在
其中进行着多种化学反应。
(3)图 B 中能储存遗传信息的细胞结构是________(填图中标号)。假设图 B 细胞为洋葱鳞片叶
表皮细胞，多画的结构有________(填结构名称)。
(4)图中所示结构只有通过________能观察到。分离图中各种细胞器的方法是________。
(5)图 A 和图 B 中都有但在功能上不同的细胞器是________(填结构名称)。
【提分秘籍】
1、细胞核、线粒体和叶绿体均具有双层膜结构；
2、染色体和染色质主要由DNA 和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体，在分裂间期是丝状的染
色质，在分裂期，染色质高度螺旋化，缩短变粗成为光学显微镜下清晰可见的染色体；
3、核仁与核糖体RNA 的合成有关，当然与核糖体的形成有关；核孔实现核质之间频繁的物质交
换和信息交流，是大分子物质如RNA 和蛋白质等进出细胞核的通道，但DNA 不会通过核孔出细胞
核，因此核孔具有选择性。
【基础知识3】物质运输
【典例分析3-1】（2024.贵州遵义模拟）成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中，会发生质壁
分离现象，如图a 是发生质壁分离的植物细胞，图b 是显微镜下观察的某一时刻的图像。请据图
回答下列问题。
(1)图a 中细胞的质壁分离指的是细胞壁和________的分离，后者的结构包括_____________(用
图中编号填写)和_____________(用图中编号填写)以及二者之间的细胞质。
(2)过去科学家普遍认为，水分子都是通过自由扩散进出细胞的，后来研究表明，水分子更多的
是借助细胞膜上的____________进出细胞的。而植物细胞因为自身具备的结构特点
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________________________而发生质壁分离现象。
(3)图b 是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片，此时细胞液浓度与外界
溶液浓度的关系是____________。
(4)将形状、大小相同的红心萝卜A 和红心萝卜B 幼根各5 段，分别放在不同浓度的蔗糖溶液
(甲～戊)中，一段时间后，取出红心萝卜幼根称重，结果如图c 所示，据图分析：
①红心萝卜A 的细胞液浓度________(填“大于”“等于”或“小于”)红心萝卜B。
②甲乙丙丁戊的溶液浓度从大到小排序为________。
【典例分析3-2】（2024.山东模拟）下图是动物细胞膜的结构及几种物质通过细胞膜的运输方
式模式图，A、B、C 表示相关物质，①②③表示三种物质跨膜运输方式，回答下列问题。
(1)细胞吸水膨胀时A 的厚度变小，这说明A 具有_____________。
(2)研究发现，对某动物细胞施加某种化学物质后Ca2+的吸收明显减少，但葡萄糖、K＋的吸收
不受影响，最可能的原因是__________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)某同学设计了如下实验，试图探究柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输，
请将实验补充完整。(如果柽柳从土壤中吸收无机盐需消耗能量，则能量主要由细胞有氧呼吸提
供)
①实验步骤：
a．取A、B 两组生长发育相同的等量柽柳幼苗，放入适宜浓度的含有Ca2+、K＋的溶液中。
b．A 组给予正常的呼吸条件，B 组__________。
c．一段时间后测定A、B 两组植株根系对Ca2+、K＋的吸收速率。
②实验结论：
a．若A、B 两组植株对Ca2+、K＋的吸收速率相同，说明________________________；
b．________________________________________________________________________。
【提分秘籍】
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③探究物质跨膜运输方式的实验设计思路
探究是主动运输还是被动运输
探究是自由扩散还是协助扩散
【基础知识4】ATP 与酶
【典例分析4-1】（2024.湖北仙桃调研）1894 年，科学家提出了“锁钥”学说，认为酶具有与反
应物相结合的互补结构；1958 年，又有科学家提出“诱导契合”学说，认为在与反应物结合之
前，酶的空间结构不完全与反应物互补，在反应物的作用下，可诱导酶出现与反应物相结合的互
补空间结构，继而完成酶促反应。为验证上述两种学说，科研人员利用枯草杆菌蛋白酶(S 酶)进
行研究。该酶可催化两种结构不同的底物CTH 和CU，且与两者结合的催化中心位置相同。科研
人员进行了4 组实验，绘制出反应曲线，如图所示。
注：SCTH 表示催化CTH 反应后的S 酶，SCU 表示催化CU 反应后的S 酶。
(1)酶活性易受________和________等条件的影响，实验中应维持适宜的反应环境。S 酶的活性
可以用________________________________表示。
(2)“诱导契合”学说在“锁钥”学说的基础上提出：酶与底物结合时，___________会发生相应
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改变。
(3)为更直观的呈现实验过程和结果，科研人员用字母和箭头表示反应简式(P 表示反应产物)，
则实验①可以表示为：S 酶＋CTH→SCTH＋P。请参照实验①的写法，写出实验③的反应简式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)根据上述学说内容，对比①和②两组实验结果，出现该结果的原因可能是
__________________________________________________________________________，该结果支
持________________学说。
(5)为进一步探究SCTH 不能催化CU 水解的原因是SCTH 失去活性，还是出现空间结构的固化，请
设计一个补充实验，写出实验思路：____________________________________。
【提分秘籍】 1、酶的本质
2.酶促反应速率的影响曲线分析
(1)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线
(2) 温度和pH 对酶促反应速率的影响
据图可知，不同pH 条件下，酶最适温度不变；不同温度条件下，酶最适pH 也不变，即反应溶
液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。
【基础知识5】细胞呼吸
【典例分析5-1】（2023.安徽芜湖模拟）如图a 为线粒体的结构示意图。如图b 为线粒体中某种
生物膜的部分结构及有氧呼吸某阶段简化示意图。回答下列问题。
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(1)图b 表示图a 的____________结构，膜上发生的有氧呼吸某过程将H＋由M 侧顺浓度梯度转运
到N 侧，并驱动ATP 合成，ATP 合成的直接驱动力由________________(填“电子放能”或“H＋
浓度差”)提供。
(2)科学家将提取自线粒体内膜的蛋白质P 嵌到人工脂质体囊泡(囊泡内侧相当于线粒体内外膜的
膜间腔，如图c 所示)上，巧妙地验证了上述推测：将嵌有蛋白质P 的人工脂质体置于pH 为4 的
缓冲溶液一段时间，使人工脂质体膜内外pH 都为4，然后将其随机均分为两份。一份转移至pH
为8 的缓冲溶液中，加入ADP 和Pi 后放置一段时间，此为实验组。另一份人工脂质体继续置于
pH 为4 的缓冲溶液中，加入ADP 和Pi 后放置一段时间，此为对照组，一段时间后检测ATP 的生
成情况。有ATP 生成的是________组。在形成ATP 时，蛋白质P 的作用是
________________________________________。
(3)已有研究发现肝癌肿瘤中心区域细胞中线粒体融合增强(会导致线粒体嵴密度增大、呼吸链复
合体的活性增强、细胞耗氧速率增加等)，细胞长度变长，为研究在营养缺乏时线粒体融合对肝
癌细胞糖代谢的调控。研究者用肝癌细胞进行了实验，实验结果如表(注：线粒体嵴密度＝嵴数
目/线粒体长度)，据表分析：
组别
指标(相对值)
细胞耗
氧速率
线粒体ATP
产生量
胞外乳酸
水平
线粒体
嵴密度
呼吸链复合
体的活性
乳酸脱氢酶的
量
甲组：常
规培养
4.2
1.0
0.35
10.1
0.9
1.01
乙组：营
养缺乏
5.6
1.4
0.28
17.5
2.39
0.25
丙组：营
养缺乏＋
抑
制
DRP1s637
磷酸化
3.1
0.8
0.38
9.8
1.22
1.22
①DRP1s637 磷酸化与线粒体融合的关系是________(填“促进”或“抑制”)，得出该结论的依
据是__________________________________。
②根据实验结果，将下列选项排序从而完善肝癌细胞在营养缺乏条件下的代谢调控途径
营养缺乏→________→________→________→________→产能效率提高→适应营养缺乏环境。
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a．线粒体融合增强
b．DRP1s637 磷酸化增强
c．细胞耗氧速率增加、线粒体ATP 产生量增加
d．线粒体嵴密度增加、呼吸链复合体的活性增加
【典例分析5-2】（2023.江西赣州模拟）图1 表示酵母菌细胞内细胞呼吸相关物质代谢过程，请
回答以下问题。
(1)酵母菌细胞内丙酮酸在________________________(填场所)被消耗，从能量转化角度分析，
丙酮酸在不同场所被分解时有什么不同？_______________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)酵母菌在O2 充足时几乎不产生酒精，有人认为是因为O2 的存在会抑制图1 中酶1 的活性而
导致无酒精产生，为验证该假说，实验小组将酵母菌破碎后高速离心，取________(填“含线粒
体的沉淀物”或“上清液”)均分为甲、乙两组，向甲、乙两支试管加入等量的葡萄糖溶液，立
即再向甲试管中通入O2，一段时间后，分别向甲、乙两试管中加入等量的
________________________进行检测。
(3)按照上述实验过程，观察到________________，说明(2)中假说不成立，实验小组查阅资料发
现，细胞质基质中的NADH 还存在如图2 所示的转运过程，NADH 在线粒体内积累，苹果酸的转运
会被抑制，且细胞内反应物浓度上升或产物浓度下降一般会促进酶促反应速率，反之则抑制。请
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结合以上信息解释O2 会抑制酵母菌产生酒精的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)高产产酒酵母酒精产量更高，甚至在有氧条件下也能产酒，结合图1 和图2 分析，是利用野
生酵母，通过物理或化学诱变因素诱导控制合成________(填“酶1”“酶2”或“酶3”)的基
因发生突变而产生的新品种。
【典例分析5-3】（2024.湖南衡阳调研）人体细胞有时会处于低氧环境。适度低氧下细胞可正常
存活，严重低氧可导致细胞死亡。以PCl2 细胞系为材料，研究了低氧影响细胞存活的机制。
(1)在人体细胞呼吸过程中，O2 参与反应的场所是____________。
(2)当细胞中O2 含量低时，线粒体通过电子传递链产生更多活性氧，活性氧积累过多会损伤大分
子和细胞器。分别用常氧(20% O2)、适度低氧(10% O2)和严重低氧(0.3% O2)处理PCl2 细胞，24
h 后检测线粒体自噬水平，结果如图1。用线粒体自噬抑制剂3MA 处理PCl2 细胞，检测细胞活性
氧含量，结果如图2。
①损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的________(结构)降解。
②图1、图2 结果表明：适度低氧可________________________________。
(3)研究表明，上调BINP3 基因的表达可促进线粒体自噬。检测不同氧气浓度下BINP3 基因表达
情况，结果如图3。
综合上述信息，解释适度低氧下细胞可正常存活、严重低氧导致细胞死亡的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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【提分秘籍】
1、有氧呼吸
（2）有氧呼吸的反应式
（3）能量问题
释放出来的能量：大部分以热能的形式散失，少部分用于合成ATP
2、无氧呼吸
(1)场所：全过程都是在细胞质基质中进行的。
(3)总反应式
(4)能量问题
大部分储存在乳酸或者酒精中；‘释放出来的能量：大部分以热能的形式散失，少部分用于合成
ATP【基础知识6】光合作用
【典例分析6-1】 (2023·黑龙江模拟)浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起，形
成大量的“藻席”，造成生态灾害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系，进行如下实验：
Ⅰ.光合色素的提取、分离和含量测定
(1)在“藻席”的上、中、下层分别选取浒苔甲为实验材料，提取、分离色素，发现浒苔甲的光
合色素种类与高等植物相同，包括叶绿素和__________。在细胞中，这些光合色素分布在
____________________________________。
(2)测定三个样品的叶绿素含量，结果见下表。
样品
叶绿素a/(mg·g-1)
叶绿素b/(mg·g-1)
上层
0.199
0.123
中层
0.228
0.123
下层
0.684
0.453
数据表明，取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高，这是因为
________________________________________________________________________。
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Ⅱ.光合作用关键酶Y 的粗酶液制备和活性测定
(3)研究发现，浒苔细胞质基质中存在酶Y，参与CO2 的转运过程，利于对碳的固定。
酶Y 粗酶液制备：定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙，制备不同光照强度下样品的
粗酶液，流程如图1。
粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和____________。研磨时加入缓冲液的主要作用是
____________稳定。离心后的____________为粗酶液。
(4)酶Y 活性测定：取一定量的粗酶液加入酶Y 活性测试反应液中进行检测，结果如图2。
在图2 中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y 活性最高时的光照强度为
____________μmol·m-2·s-1(填具体数字)，强光照会____________ 浒苔乙酶Y 的活性。
【提分秘籍】
1.实验：色素的提取和分离
提取原理：色素能够溶解在无水乙醇中
分离原理：不同色素在层析液的溶解度不同，溶解度越高的随滤纸条扩散的速度越快
分离的方法：纸层析法
2、捕获光能的色素:
①分布:叶绿体类囊体薄膜上。
②功能:吸收、 传递、转化光能。
③种类:叶绿素(含Mg)含量约占3/4；叶绿素a（蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色);类胡萝卜素含量约占
1/4，胡萝卜素(橙黄色)和叶黄素(黄色)
3、温室或大棚种植蔬菜时：
应选择无色透明的玻璃或塑料薄膜，如果用同等光照强度的光源在夜间补充光照应选用 蓝紫光
或红光， 不能(能、不能)用绿色的光源，原因是.绿光几乎不能被光合色素吸收，不利于光合
作用合成有机物。
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【典例分析6-2】（2024.海口模拟）淀粉是粮食最主要的组分，也是重要的工业原料。中国科学
院实现了人工合成淀粉，其途径如图1 所示，该成果不依赖植物光合作用，在实验室人为提供能
量的基础上，实现了从CO2 和H2 到淀粉分子的人工全合成。图2 表示光合作用合成葡萄糖的过
程。
(1)光合作用中NADPH 和ATP 参与的过程相当于图1 中的________________(用“C1 模块”“C3
模块”“C6 模块”或“Cn 模块”及箭头表示)。图1 中Cn 是由C6 组成的淀粉，以C6 为单位组成
的生物大分子还有______________________________________________。
(2)据图2 所示过程18O 的转移路径和实验结果，推测用18O 标记二氧化碳的实验目的是
________________________________________________________________________。
光合作用过程既能分解水也能产生水，结合图2 分析光合作用的________(填“光反应”或“暗
反应”)过程产生水，判断的依据是_____________________________________。
(3)从能量的角度看，光合作用的本质是将太阳能转化为
________________________________________________________________________。
人工合成淀粉的成功能否表明对光合作用的完全替代，请从能量的角度阐述你的理由：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【典例分析6-3】 (2024·四川成都模拟)强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，
过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的
影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂L 可抑制光反应关键蛋
白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。
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(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收，分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时，随层析液在滤纸
上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是________。
(2)强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速
率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有________________、
____________(答出2 种原因即可)；氧气的产生速率继续增加的原因是
。
(3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR 后光抑制________(填“增强”或“减弱”)；乙组与丙
组相比，说明BR 可能通过________________发挥作用。
【提分秘籍】
(1)光反应阶段:
①部位:叶绿体类囊体薄膜 。
②条件:光、光合色素、酶、ADP、 Pi、H,0、NADP+等。
③过程:
水的光解: 2H20→ 4H+ + 02 + 4e- ，
NADPH 的形成: NADP+ + H+ +2e- -酶→NADPH
ATP 的形成: ADP+Pi+ 能量 -酶→ATP
④能量变化: 光能→ATP 和NADPH 中活跃的化学能。
(2)暗反应阶段也称碳反应阶段或卡尔文循环。
①部位:叶绿体基质。
②条件:酶、
ATP
、
NADPH
、
C 3、
CO
2 等。
③过程: CO2的固定 ：CO2+ C5→2C3 。
C3的还原：2C3→(CH20) +C5。
（3）停止光照，其他条件不变时，短时间内C3含量增多，C5含量减少，(CH20)含量减少。
当CO2减少，其他条件不变时，短时间内C3含量减少，C5含量增多，(CH20)含量减少。
【典例分析6-4】(2024 宁夏银川模拟)为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同
的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：(1)对照组；(2)施氮组，补充尿
素(12 g·m-2)；(3)水＋氮组，补充尿素(12 g·m-2)同时补水。检测相关生理指标，结果见下
表。
生理指标
对照组
施氮组
水＋氮组
自由水/结合水
6.2
6.8
7.8
气孔导度(mmol·m-2·s-1)
85
65
196
叶绿素含量(mg·g-1)
9.8
11.8
12.6
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RuBP 羧化酶活性(μmol·h-1·g-1)
316
640
716
光合速率(μmol·m-2·s-1)
6.5
8.5
11.4
注：气孔导度反映气孔开放的程度。
回答下列问题。
(1)植物细胞中自由水的生理作用包括______________________________等(写出两点即可)。补
充水分可以促进玉米根系对氮的__________，提高植株氮供应水平。
(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与________离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸
收光能，用于驱动__________两种物质的合成以及________的分解；RuBP 羧化酶将CO2 转变为
羧基加到________分子上，反应形成的产物被还原为糖类。
(3)施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2 供应。据实验结果分析，叶肉细胞
CO2 供应量增加的原因是______________________________________________。
1．（2023·云南·昆明调研）菜花节是罗平振兴乡村旅游的一-张名片，千亩油菜盛花期可供游
客观赏，种子可以榨油。图表示油菜开花后种子形成过程中糖类和脂肪的变化曲线。回答下列问
题：
(1)据图可知，在油菜种子形成过程中还原糖含量变化趋势是_________。
(2)为验证还原糖含量的变化规律，兴趣小组进行了如下实验。
实验原理：还原糖__________， 颜色深浅与还原糖含量成正比。
实验步骤：
PART 3 最新模考组练
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①取三份等量的分别形成6、15、27 天的油菜种子，各加入适量蒸馏水，研碎、提取、定容后离
心得到组织样液；
②取3 支试管，编号1、2、3，分别加入等量的上述待测组织样液；
③在上述试管中各加入____________；
④____________，观察颜色变化。
实验结果：____________
(3)有人推测：随着油菜种子不断发育成熟，还原糖会逐渐转化为脂肪来作为细胞中的良好的储
能物质，依据是___________。
(4)为了观察胚中的脂肪，常用_________染液对油菜种子胚切片染色，然后在显微镜下观察，可
见________色的脂肪颗粒。
2．（2024·北京西城模拟·）
是一种提取自天然植物的乙酰多肽化合物，具有浅化皱
纹、抑制表情肌收缩，尤其是抑制靠近眼睛和前额等处表精肌的作用效果，比目前常用的除皱产
品更安全有效。下图是合成
的前体分子的结构简式，请分析回答下列问题，
(1)该前体分子是由__________个氨基酸经过__________（反应）形成的多肽化合物。
(2)
可以与__________试剂发生__________色的颜色反应。
(3)从天然植物中还能提取出其他具有不同功能的生物活性多肽，它们功能不同的原因是组成这
些多肽的__________。
A．氨基酸的数目不同
B．氨基酸的排序不同
C．氨基酸的种类不同
D．肽键的结构不同
(4)经常性面部肌肉收缩运动会引起皱纹的产生，肌肉收缩需要由三种蛋白质VAMP、 Syntaxin
和SNAP-25 结合而成的一种蛋白质组合体SNARE 参与。
与SNAP-25 的部分序列完全相同，
请推测
除皱的原理。
3．（2024·江西南昌模拟）内共生起源学说认为线粒体和叶绿体分别起源于和原始真核细胞共
生的进行有氧呼吸的细菌和进行光合自养的蓝细菌，它们最早被原始的真核细胞吞噬进细胞内未
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被消化分解，反而与宿主进行长期的共生，逐渐演化为重要的细胞器。假说模型如图所示，回答
下列问题：
(1)从细胞结构角度进行分类，细菌和蓝细菌都属于___________生物，分类依据是构成它们的细
胞中___________。
(2)原始的真核细胞吞噬细菌或蓝细菌的现象说明细胞膜的结构特点是___________。据图分析，
若假说成立，线粒体和叶绿体的外膜成分最可能与___________（填“细菌”、“蓝细菌”或
“真核细胞”）的细胞膜相似。
(3)将细胞内的细胞器分离出来，常用的方法是___________。真核细胞中除线粒体和叶绿体外，
还有许多细胞器具有膜结构，这些细胞器膜和___________等结构，共同构成了细胞的生物膜系
统。
(4)在真核细胞中，细胞核是遗传信息库，是___________的控制中心。
4．（2023·山西大同模拟·）科学家发现了囊泡准确转运物质的调控机制。下图表示细胞的局
部亚显微结构和功能模式图，①~⑥表示细胞的结构，a、b 表示大分子通过细胞膜的两种方式。
回答下列问题：
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(1)动物细胞中一般能产生囊泡的结构有_____（写出三种细胞结构序号），囊泡的形成，充分体
现了生物膜具有_____的结构特点。
(2)囊泡能将物质准确运输到目的地并“卸货”，是由于囊泡膜表面有特殊的“识别代码”，能
识别相应受体。这种“识别代码”的化学本质是_____。
(3)囊泡上有一个特殊的VSNARE 蛋白，它与靶膜上的受体蛋白结合形成稳定的结构后，囊泡和靶
膜才能融合，从而将物质准确地运送到相应的位点，这说明膜融合具有_____性，该过程_____
（填“需要”或“不需要”）消耗能量。
(4)为了确定参与囊泡运输的某些蛋白质的功能。科学家筛选了两种酵母突变体，观察缺少蛋白
A 突变体细胞与野生型酵母细胞电镜照片，发现突变体细胞内内质网特别大，据此推测，蛋白A
的功能可能是_____；缺少蛋白B 突变体细胞内，内质网和高尔基体间积累大量的未融合小泡，
据此推测蛋白B 的功能是_____。
5（2024·山东平邑调研·）成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中，会发生质壁分离现象，
图a 是发生壁分离的细胞示意图，图b 是显微镜下观察到的某一时刻的植物细胞，请据图回答下
列问题：
(1)图a 中所示结构1 是__________________，2 是__________________，图a 中细胞的质壁分离
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指的是_________和细胞壁的分离，其主要由_________组成（填数字）。植物细胞发生质壁分离
的内因是___________________________。
(2)图a 中若细胞正在发生质壁分离，则5、6、7 的渗透压由大到小依次是_________（填数字）。
图b 中的细胞处于质壁分离状态，则细胞膜和细胞壁之间充满了_________。若将洋葱细胞放入
大于细胞液浓度的KNO3溶液中，一段时间后用显微镜观察，发现该细胞未发生质壁分离，其原
因可能是该细胞___________________________。
①是死细胞 ②大量吸水 ③是根尖分生区细胞④大量失水 ⑤质壁
分离后又自动复原
(3)图b 是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片，此时细胞液浓度
_________（填“大于”或“等于”或“小于”或“不能确定”）外界溶液浓度。
(4)将形状大小相同的红心萝卜A 和红心萝卜B 幼根各5 段，分别放在不同浓度的蔗糖溶液（甲~
戊）中，一段时间后，取出红心萝卜的幼根称重，结果如上图c 所示，据图分析：
①红心萝卜B 幼根比红心萝卜A 幼根的细胞液浓度_________。
②在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，一段时间之后，水分子进入红心萝卜A 的速率会_________
（不变，逐渐变大或逐渐变小），原因是___________________________。
6．（2023·福建省永春调研）ATP 是细胞内流通的能量“货币” ，ATP 与ADP 相互转化的能量
供应机制是生物界的共性。分析回答下列问题。
（1）人体骨骼肌细胞中，ATP 的含量仅够剧烈运动3 s 内的能量供给。在校运动会上，某同学
参加100 m 短跑过程中，其肌细胞中ATP 相对含量变化如图所示。
①由A 到B 的变化是由于ATP 被_________，释放的能量用于肌肉收缩等生命活动。
②由整个曲线来看，肌细胞中ATP 的含量不会降为零，而是处于动态平衡之中的，这是由于肌肉
细胞时刻不停地发生着ATP 与ADP 的相互转化，在这个相互转化中，“ADP+Pi”______（填
“是”或“不是”）可逆的，“能量”_______（填“是”或“不是”），催化ATP 合成与ATP
水解所需的酶_________（填“是”或“不是”）同一种酶，这与酶具有________性有关。
（2）为了证明ATP 是肌肉收缩所需能量的直接来源。研究人员向离体的、刚刚丧失收缩功能的
新鲜骨骼肌滴加葡萄糖溶液，结果不引起肌肉收缩；紧接着向骨骼肌滴加ATP 溶液，立即引起肌
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肉收缩。
①上述对照实验方法属于_____________实验，在滴加葡萄糖溶液前后这一实验中，滴加葡萄糖
溶液后可视为___________组；在滴加ATP 溶液前后这一实验中，滴加葡萄糖溶液后可视为
___________组。
②本实验不能得出“ATP 是驱动细胞生命活动的唯一直接能源物质”这一结论，理由是
________________________。
7．（2023·深圳龙岗模拟）科学家分别将细菌紫膜质（蛋白质）和 ATP 合成酶重组到脂双层
（一种由磷脂双分子层组成的人工膜）上，在光照条件下，观察到如下图所示的结果。另外科学
研究表明每个细菌内的ATP 含量基本相同，可利用下图所示反应原理来检测样品中细菌数量。放
线菌（原核生物）产生的寡霉素能够改变线粒体内膜上ATP 合成酶的结构，从而阻断ATP 的合成。
反应原理：荧光素+ATP+O2———Mg2+—→氧化荧光素+AMP+PPi+H2O+荧光
根据以上内容，回答下列问题：
(1)从ATP 合成酶的功能来看，说明某些膜蛋白具有______________________的功能
(2)H+以______________的方式通过细菌紫膜质进入脂质体内部。图丙在停止光照后短时间内，
脂质体_____（能/否）产生ATP，原因是______________________________________。
(3)利用图示反应原理来检测样品中细菌数量时，荧光强度与样品中细菌数量呈正相关，原因是
_________。
(4)寡霉素_____（能/否）用来抑制细菌细胞的繁殖，原因是_____________________________。
8．（2023·辽宁·建平县模拟）Rubisco 酶是暗反应中的关键酶，它催化CO2与RuBP 生成三碳
化合物。某实验小组欲研究水稻光合作用的相关生理过程，以水稻的低叶绿素含量突变体（YL）
与野生型（WT）为实验材料，采用随机分组设计，设置3 种氮肥处理，即0N（全生育期不施氮
肥）、MN（全生育期施纯氮120kg·hm-2）和HN（全生育期施纯氮240kg·hm-2），并测定饱和光
照强度（1000μmol·m-2·s-1）下的气孔导度和胞间CO2浓度，结果如图所示。回答下列问题：
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（1）比较YL 与WT 的叶绿素含量差异时，常用________提取叶绿素；限制暗反应速率的内在因
素可能有____________________。
（2）图示结果表明，在MN 与HN 处理下，YL 与WT 相比，前者气孔导度较大，但二者胞间CO2浓
度却无显著差异。由此推断在MN 与HN 处理下，YL 的光合速率________WT 的，分析其原因是
____________________。
（3）研究表明，叶绿素含量高并不是叶片光合速率大的必需条件。叶片中的叶绿素含量存在
“冗余”现象，因此，适当降低____________________将有助于减少叶片中氮素在合成叶绿素过
程中的消耗，最终提高叶片光合速率。
（4）Rubisco 酶催化CO2与RuBP 生成三碳化合物的过程称为________，叶肉细胞中Rubisco 酶
含量高，有利于提高光合速率，但合成Rubisco 酶需要消耗大量的氮素。已知YL 的Rubisco 酶
含量显著高于WT 的，结合题图分析，与WT 的氮素利用途径相比，YL 的氮素利用途径可能是
____________________。
9．（2023·江西赣州模拟）番茄含有丰富的营养，据营养学家研究测定：每人每天食用50
克-100 克鲜番茄，即可满足人体对几种维生素和矿物质的需要。为了进一步了解番茄的生理特
征，某兴趣小组在一定浓度的CO2和适宜的温度(25℃)下，测定番茄在不同光照条件下的光合速
率，结果如下表。据表中数据回答问题：
光合速率与呼吸速率相
等时光照强度(klx)
光饱和时光照
强度(klx)
光饱和时CO2吸收量
(mg．100 cm-2叶．h-1)
黑暗条件下CO2释放量
(mg． 100 cm-2叶．h-1)
3
9
32
8
（1）本实验的自变量是________。当光照强度超过9 klx 时，番茄光合速率不再增加，此时限
制番茄光合作用的主要外界因素是__________。
（2）当光照强度为9 klx 时，番茄的根细胞中能产生ATP 的场所有____________________。当
光照强度为3klx 时，番茄固定的CO2的量为_______mg·100cm-2叶·h-1；当光照强度为9klx 时，
番茄固定的CO2的量为_______mg·100 cm-2叶·h-1。
（3）下面甲图表示种植番茄的密闭大棚内，一昼夜空气中CO2含量的变化情况。由图可知番茄
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开始进行光合作用的时间是_______（填“早于6 点”、“始于6 点”或“晚于6 点”）；BD 段
CO2相对含量显著下降，影响其变化的主要环境因素是_____________；一天之中植物有机物积累
量最多的时候是曲线中的___点（填字母）。
（4）乙图表示空气中CO2含量对番茄植株光合作用的影响，X、Y 对应的CO2含量下，叶绿体中
[H]和 ATP 的生成速率的关系为_________（填“X>Y”、“X=Y”或“X<Y”）。
10．（2023·广东·广州模拟）下图为水稻栽培示意图，回答有关的问题。
（1）水稻种子干重中最多的化合物是_______。在种子储存前，往往会对种子进行晒干处理，杀
死种子表面的微生物，减少种子__________。为了促进种子萌发，在播种前要进行浸种催芽，其
促进种子萌发的机理是提高__________，以增强种子的呼吸作用；同时，人们还需不时翻动正在
萌发的种子堆，散去水蒸气和热量，防止_________（答1 点）。
（2）科学家通过检测，发现在种子萌发过程中，新的RNA 在种子吸水后12h 开始合成，而蛋白
质在吸水后15~20min 便可开始合成，推测在种子成熟过程中__________。
（3）对秧苗适时搁田蹲苗，会导致秧苗叶轻度发蔫，与该过程密切相关的细胞器是___________；
该措施有利于秧苗根系的发达，原因是：________。
（4）实验小组测得种皮未突破前种子吸收的O2和释放的CO2之比为1：3，此时水稻细胞有氧呼
吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的比例是___________。
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